THE AVIO AERO

PEOPLE’S MAGAZINE

Efficiente, super-veloce e di pura avanguardia. Il RACER ha cominciato a prendere forma con le sue linee ibride tra elicottero e aereo presso il centro di assemblaggio di Airbus Helicopters a Donauwörth (Bavaria, Germania) e adesso si trova negli headquarters di Marignane (Francia del sud) per essere finalmente completato ed equipaggiato con motore e un avanzatissimo sistema di trasmissioni. 

Nato sotto l’egida di Clean Sky 2 (il più grande programma di ricerca e sviluppo in partnership pubblico-privata con l’UE che ora si accinge ad aprire il suo prossimo capitolo, Clean Aviation), il RACER ha rappresentato sin da allora uno step avanzato per gli specialisti di trasmissioni comando accessori e di potenza in Avio Aero. Infatti, la Main Gearbox (MGB, la trasmissione centrale che collega il motore alle pale dell’elicottero), insieme a una serie di apparati accessori, sono stati progettati e costruititi grazie a un lavoro congiunto con Airbus Helicopter. 

“Il lavoro di co-development è stato condotto con spirito di collaborazione e di reciproco supporto, cercando in ogni fase dello sviluppo di soddisfare e far incontrare le best practice e le expertise dei rispettivi team” dice Marinella Marconi, Racer Technical Leader di Avio Aero. “Attualmente, per la MGB stiamo entrando in una fase dinamica di produzione con scambi continui tra i nostri team e i fornitori.  Parliamo di 5 sotto-moduli che costituiscono la MGB: è una sfida per tutto il team di assemblaggio e strumentazione del nostro stabilimento di Rivalta. Stiamo definendo i dettagli e le complessità passo dopo passo, lavorando con le varie funzioni aziendali come col cliente. Oltre alla MGB, disegniamo e produciamo le Lateral Gearboxes per le eliche spingenti delle due ali del Racer.” 

Le trasmissioni laterali (LGB) del Racer sono capaci di sviluppare 1MW di potenza, e rappresentano un prodotto d'avanguardia nato in esclusiva per il Racer. “Il mese scorso, è stato completato l’assemblaggio del primo modulo Lateral Gearbox (quella sinistra), che sarà sottoposta ai test di Flight Clearance, necessari per l’abilitazione al volo” aggiunge Andrea Demarin, Racer Program Manager di Avio Aero. “Questi test di Flight Clearance saranno svolti sui banchi avanzati disegnati e costruiti ad-hoc presso le sale del Centro Sperimentale Sangone”. 

The Lateral Gearbox of the RACER during the assembly at Avio Aero Rivalta plant.

Un momento topico, che rappresenta la chiusura del cerchio di mesi di lavoro di design, sviluppo e infine produzione industriale condotti a braccetto con Airbus Helicopters, e anche con il coinvolgimento di altre PMI. “La nostra partnership, il nostro team integrato, è davvero un modello collaborativo senza precedenti in un ambiente ad alta competizione” dice Julien Guitton, RACER Program Leader di Airbus Helicopters. “L'armonizzazione delle metodologie ha protetto le nostre rispettive IP e ha richiesto sforzi da entrambi i team. Sforzi che stanno ora dando frutti, con risultati concreti che sono in fase di testing e poi ci sarà il volo. Durante la pandemia i team sono stati sempre in contatto e con il supporto dei modelli digitali a nostra disposizione è stato possibile limitare l'impatto sui progressi”.  

I prodotti sviluppati, creati e testati da Avio Aero per il RACER sono un punto cardine del nuovo sistema tecnologico e strategico definito dall’azienda come Helo Ecosystem. Inoltre, il RACER ha più di un aspetto in comune con il motore Catalyst: non solo è un dimostratore nato in Clean Sky2 che, come l'avanzato motore turboelica europeo, affronterà i test in volo, ma beneficerà anche di alcune soluzioni innovative, targate Clean Sky, racchiuse nel Catalyst (primo turboelica della storia con parti stampate in 3D). È il caso dello scambiatore di calore ACOC (air cooler oil cooler) per le LGB, disegnato e realizzato con tecnologia additive proprio come quello del nuovo motore turboelica avanzato. 

“I test che effettuiamo al Sangone sono in grado di sottoporre l’LGB all’intero spettro di potenza, applicando anche i carichi esterni che simulano quelli sulle eliche in volo così come le portate d’aria di raffreddamento allo scambiatore ACOC integrato nelle LGB. Inoltre, simuleremo il comportamento durante manovre in volo sull’intero inviluppo (il cosiddetto attitude testing)”, spiega Demarin. “Realizzare l’ACOC in additive ha consentito di progettare un sistema di lubrificazione e raffreddamento integrato e compatto: la forma si adatta allo spazio disponibile tra l’housing delle LGB e la nacelle velivolo, e integra altre funzioni, oltre a quella di scambio termico, del sistema olio. Un unico componente che integra varie funzioni”. 

The test rig for the RACER lateral gearboxes at the Sangone Experimental Center.

"I test che effettuiamo al Centro Sperimentale del Sangone sono in grado di sottoporre l’LGB all’intero spettro di potenza, applicando anche i carichi esterni che simulano quelli sulle eliche in volo"

Il laboratorio di Avio Aero in partnership con il Politecnico (TAL) è stato il centro in cui sono state studiate tali soluzioni con la tecnologia DMLM (direct metal laser melting), la stessa con cui sono stampate in 3D le componenti del Catalyst (alcune delle quali sviluppate allo stesso modo nel laboratorio ospitato dal campus universitario torinese). “Ciò che abbiamo imparato dal Catalyst lo abbiamo sfruttato in molte tematiche di design, di manufacturing e flight clearance relative al RACER”.  

RACER sarà capace di raggiungere 220 nodi (400 km/h) di velocità in crociera, con un range superiore alle 400 miglia nautiche. “L'obiettivo di RACER è dimostrare le sue capacità in missioni in cui la velocità è cruciale: ad esempio, trasporto passeggeri, servizi di emergenza sanitaria e medica, ricerca e soccorso. L'obiettivo del dimostratore è ovviamente anche dimostrare la riduzione delle emissioni (CO2, NOx e rumore) e il rapporto costi-benefici” aggiunge Guitton. 

Sono dunque alte e importanti le ambizioni, e conseguenti aspettative, che Avio Aero ha riposto nel RACER: il concentrato di nuove tecnologie direttamente impattanti su velocità, affidabilità, aerodinamica del velivolo derivano da strategie di sviluppo che puntato su materiali inediti per ingranaggi e parti della trasmissione, e sulla tecnologia additive ovviamente.

The RACER during an assembly phase at Airbus Helicopters site.

Un grande contributo per il RACER è arrivato anche dagli altri team europei, come racconta Marconi. “Specialmente dall’ingegneria di Avio Aero Polska: i colleghi di Bielsko sono owner della progettazione delle trasmissioni comando accessori connesse alla MGB e supportato il design della trasmissione centrale stessa, come anche le analisi per sicurezza e affidabilità. Per la prima volta, si sono distinti su un prodotto elicotteristico, in questo caso unico nel suo genere”. 

Il RACER si concentrerà ora sulla dimostrazione all'interno del programma in cui è nato, Clean Sky2, dopodiché potrà essere impiegato secondo la sua natura “multi-ruolo” in applicazioni aeree in cui la velocità fa la differenza. “Vogliamo tenere un approccio a guida tecnologica, in modo da stimolare il mercato civile e confermare l’interesse dei potenziali clienti”, dice Guitton. “La campagna di test in volo ci aiuterà a definire i dettagli e ottimizzare i risultati grazie a cui daremo forma all’elicottero ibrido del futuro”. 

_{Images of the RACER in page are courtesy of Airbus Helicopters ©2022}